Identificacion-Clostridium-perfringens-y-Erysipelothrix-rhusiopathiae-a-partir-de-un-sistema-de-tratamiento-primario-de-aguas-residuales-en-una-granja-porcina-a-pequena-escala

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UNIV ERSIDAD NACIONAL AUTONOMA
DE MEXICO
FACULTAD DE MEDICINA VETERINARIA Y ZOOTECNIA
IDENTIFICACION DE Clostridium perfringens ti
Erysipelothrix rhusiopathiae A PARTIR DE UN
SISTEMA DE TRATAMIENTO PRIMARIO DE AGUAS
RESIDUALES EN UNA GRANJA PORCINA A
PEQU~A ESCALA
T E s I s
QUE PARA OBTENER EL TITULO DE:
MEDICA VETERINARIA ZOOTECNISTA
P R E S E N T A
ANA BEATRIZ CORDERO LANNOY
ASESORES: MC ROBERTO GUSTAVO MARTINEZ GAMBA
MC ROSARIO ESPERANZA GALVAN PEREZ
2005
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
Tesis Digitales 
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DEDICATORIAS 
A Dios, por que él es antes de todas las cosas, 
y todas las cosas en él subsisten. Col. 1:17 
Il 
A mi amada familia, 
como testimonio de mi agradecimiento. 
AGRADECIEMIENlOS 
A mi asesor MC Roberto Gustavo Martínez Gamba con admiración y gran 
estima, por su tiempo, apoyo, confianza , paciencia , dirección, consejos y corazón 
de padre. Así como a mi asesora MC Esperanza Galván P., al MC M. Antonio 
Herradora L. , al MC Gerardo Ramírez H.; quienes me han brindado su invaluable 
apoyo. 
A los miembros del jurado: MVZ Gustavo Adolfo García Delgado, MVZ 
Rafael Suárez Castrejon, MVZ Marco A. Herradora Lozano, MVZ Gerardo 
Ramírez Hernández; por su disposición, su tiempo y gentil revisión de la tesis. 
Al PAPlll con el proyecto IN223903, de la línea de investigación: "Sistema 
alternativo para el tratamiento y aprovechamiento de aguas residuales de un 
sistema de tratamiento primario de aguas residuales de granjas porcinas, 
propuestas para disminuir la contaminación ambiental". 
A las personas que me apoyaron en la realización del presente trabajo, 
como Victor, MVZ Raúl , etc. 
Con respeto y aprecio a cada uno de los profesores que influyeron en mi 
vida de forma importante: Lic. Mario Alcántara l., el MC Francisco Castrejon 
Pineda, MVZ Ortíz, entre otros. 
111 
Con amor a cada una de mis amigas: Esther GC, Dianita HG, Abigail SF,
Mariana GD, Miriam CP, Gaby PP, Claudia RP, Sandra RS. ya todos aquellos que
por falta de espacio me faltan mencionar; por entregarme su amistad sincera, por
compartir su vida conmigo estos años, por estar a mi lado en cada una de las
aventuras, en las buenas y en las malas; por caminar juntas por triunfos y
derrotas , risas y llantos.
IV
CONTENIDO 
RESUMEN 
INTRODUCCiÓN ••........•.•..........•••.•.••••.•....•.•...••.•••••.......••.••..••••••.••• 2 
MATERIAL Y MÉTODOS.................................................................... 16 
RESUL T ADOS.............................................................. ................... 20 
DISCUSiÓN .................................................................................... 23 
LITERATURA CITADA ...................................................................... 27 
CUADROS ...................................................................................... 32 
ANEXOS ........................................................................................ 39 
FIGURAS ........................................................................................ 41 
v 
íNDICE DE CUADROS 
1.- Características nutricionales aproximadas de las excretas porcinas ••.••.• 32 
2.- Niveles de elementos contaminantes 
de las aguas residuales porcinas ••.......••.•..••. •••••. •••.•..•..•.••.. •.•..•••.•.• 33 
3.- Principales toxinas liberadas por C. perfringens.................................. 34 
4.- Principales enfermedades causadas por C. perfringens ....................... 35 
5.-Principales enfermedades causadas por E. rhusiopathiae ....•.•..•......•... , 36 
6. - Registros de temperatura y pH de las muestras obtenidas .•..••••••.•••.••••• , 37 
7.- Resultados de las bioquímicas para C. perfringens ......................•...• 38 
VI 
íNDICE DE ANEXOS 
1.- Puntos de muestreo en el sistema de tratamiento primario..................... 39 
2.- Formato de Bioquímica para identificación de C. perfringens .............•.. 40 
VII 
íNDICE DE FIGURAS
1.- El ensilaje de excretas animales..... ................................................. 41
2.- Sistema de tratamiento de aguas residuales de tipo primar io 42
3.- Toma de muestras del cárcamo de colección (CC) 43
4.- Toma de muestras de la Fosa de sedimentación (FS) 44
5.- Medición del pH en las muestras recién obtenidas 45
6.- Medición de la temperatura en las muestras recién obtenidas..•.....••..•••• 46
7.- Siembra de la muestra directa en Agar sangre •....•.•....••..•.•. •.. •.....•••.. 47
8 .- Siembra de la muestra directa en Agar sangre ..•... 48
9.- Jarra de anaerobiosis con un generador de
hidrógeno-dióxido de carbo no (Gas Pack) 49
10.- Medios de cultivo en jarra de anaerobiosis , 50
11.- Dilución de muestra en agua peptonada para E. rhusiopathiae 51
RESUMEN
CORDERO LANNOY ANA BEATRíz . Identificación de C/ostridium perfringens y
Erysipelothrix rhusiopathiae a partir de un sistema de tratamiento primario de
aguas residuales en una granja porcina a pequeña escala. (Bajo la dirección de:
MCV Roberto Gustavo Martínez Gamba y MCV Rosario Esperanza Galván Pérez).
El objetivo del presente trabajo fue identificar la presencia de C. perfringens y E.
rhusiopathiae en la porción líquida de excretas porcinas en un sistema de
tratamiento primario, que consiste en la separación de sólidos y sedimentación. El
muestreo se realizó en una granja porcina ubicada en el municipio de Otumba,
Estado de México. Se obtuvieron muestras a partir de los siguientes puntos del
sistema de tratamiento: Cárcamo de colección (CC), líquido separado (LS) y
líquido sedimentado (FS). Para lo cual se tomaron 200 mi en cinco áreas de cada
uno de los tres puntos de muestreo. Estas cinco muestras iniciales se mezclaron
para obtener una muestra final de un litro para cada punto de muestreo. Se
realizaron cinco repeticiones con intervalos de una semana, que es el tiempo de
retención del sistema. De cada muestra se tomaron 50 )11. Yse sembraron en agar
sangre, incubándolas a 37 "C por 48 h. en anaerobiosis para C. perfringens y en
microaerofil ia para E. rhusiopathiae. Después de procesadas las muestras se
identificó C. perfringens del separador de sólidos del muestreo 1 y de la fosa de
sedimentación del muestreo 5. En cuanto a E. rhusiopathiae, no se encontró en
ninguna de las muestras. Al existir la presencia de C. perfringens en los desechos
líquidos de granjas porcinas es posible el riesgo de transmisión de este agente y
demuestra que el sistema de separación de sólidos por medio del dispositivo de
tipo cilíndrico y el proceso de sedimentación no elimina su presencia.
2 
INTRODUCCiÓN 
México ocupa el noveno lugar como productor de carne de cerdo a nivel 
mundial (1) y el segundo en Latinoamérica (2), con una población de 15 millones de 
cerdos (3) y un consumo anual por individuo de carne de cerdo de 10 kg (4 , 5). La 
actividad porcícola en nuestro país tiene tres sectores principales: el de granjas 
tecnificadas que abarca el 46%, el de semi-tecnif icadas con el 20% y el de 
traspatio con el 34% (5); en los tres sectores de la porcicultura se ha venido 
presentando un incremento de la productividad , el cual está relacionado con un 
aumento de los contaminantes originados a partir de los desechos generados por 
las granjas porcícolas . El impacto ambiental de los desechos porcinos incluye 
efectos sociales y políticosque son imposibles de cuantificar, factores de 
perturbación como olores y plagas de insectos, y principalmente efectos directos 
sobre los recursos del agua , el suelo y el aire(5). El impacto de la actividad porcina 
en el medio ambiente está dado principalmente por los siguientes factores (5) : 
1) alta concentración de animales; 
2) desarrollo de una actividad especializada sin vinculación con la agricultura , 
dando como resultado una falta de disponibilidad de terrenos agrícolas para 
el uso de residuales como fertilizantes del suelo; 
3) un empleo de dietas con alto contenido de proteína que el cerdo no es 
capaz de digerir y asimilar, originando un gran volumen de excreta; 
4) falta de un programa de re-localización de las granjas alcanzadas por el 
crecimiento incontrolado de núcleos urbanos ; 
5) poca atención prestada al problema ambiental ; 
6) falta de personal profesional capacitado en manejo de residuos . 
En función del grado de tecnificación y tipo de producción (ciclo completo,
engorda, etc.), se pueden obtener dos clases de estiércol porcino: a) estiércol
sólido o semisólido , y b) estiércol líquido; ambos constituidos por heces y orina (6) .
Aunque la cantidad de excretas que produce un cerdo depende de varios factores
como: la edad, la madurez fisiológica, la cantidad y calidad de alimento
consumido, la ingesta de agua y el clima, se estima que un cerdo elimina al día
entre 0.6 y 1.0% de su peso vivo en materia seca fecal (MSF) (7, 8, 9), Las
características más importantes de las excretas porcinas están relacionadas con
los siguientes aspectos: parámetros fisicoquímicos, contenido de nutrientes de
fertilización , micronutrientes, metales, valor alimenticio y cargas bacterianas (5).
Las excretas porcinas están constituidas por un 55% de heces y un 45% de orina,
el contenido de humedad es de 88%; cerca del 90% de los sólidos se excretan en
las heces y un 10% en la orina como minerales y amoniaco-nitrógeno (5), Lo
anterior genera un problema cuando el estiércol es empleado en la agricultura, al
ocasionar una acumulación de estos elementos en el suelo y la contaminación del
agua de los mantos freáticos (7) .
En México existe un marco legal para el control de la contaminación
generada por aguas residuales, el cual está constituido por cuatro leyes: la Ley
General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente, la Ley de aguas
Nacionales, la Ley General de Salud y la Ley de Derechos, y a partir de enero de
1996 se cuenta con la NOM-001-ECOL-1996 (10) que específica sobre descargas
de aguas residuales, la cual tiene como objetivo proteger la calidad de las aguas
nacionales y posibilitar sus usos posteriores. Regula seis tipos de cuerpo receptor:
- - ------ --- ----
4 
ríos y acuíferos, embalses (naturales o artificiales), aguas costeras, suelo (para 
riego agrícola), estuarios y humedades naturales, y cinco usos posibles de estos 
cuerpos de agua: riego agrícola, abasto público urbano, protección de la vida 
acuática, explotación pesquera , navegación y por último, usos recreativos. 
También establece límites máximos permisibles para potencial de hidrógeno, 
coliformes fecales, huevos de helmintos, parámetros básicos (Demanda 
Bioquímica de Oxígeno, Demanda Química de Oxígeno, Sólidos Suspendidos 
Totales, Sólidos Sedimentables, Materia Flotante, Grasas y Aceites), cianuros y 
ocho metales pesados. Esta norma para el caso de la porcicultura es de 
cumplimiento obligatorio desde el año 2000 para granjas mayores de 833 
hembras, desde el año 2005, granjas entre 333 y 833 Y a partir del año 2010 para 
todas las granjas. La norma tiene varias limitaciones como por ejemplo: otorga el 
derecho a contaminar un bien de la nación a cambio de un pago, dejó fuera de 
control el nitrógeno y el fósforo cuando el agua residual se usa para riego agrícola . 
Para solucionar el problema de impacto ambiental y el cumplimiento de la 
norma, se ha implementado el tratamiento de excretas en granjas porcinas 
mediante métodos físicos, biológicos y químicos (6). 
Tratamientos físicos: 
• Separación de sólidos-líquidos. Utilizado para recuperar el alimento no 
digerido y para disminuir la cantidad de humedad . Al mezclar el estiércol 
con agua (de lavado), la parte sólida pierde valor nutritivo, por la dilución o 
por el arrastre de la materia en solución. 
• Deshidratación al sol. Se emplea para lograr un producto seco que pueda 
ser almacenado de manera más adecuada . 
• Secado artificial. De igual manera que el anterior, se emplea para lograr un 
producto seco que pueda ser almacenado. 
Tratamientos químicos: 
Dentro de éste se emplean bacterias biodegradables, solventes , o el uso de 
alternativas de origen enzimático. 
Este tratamiento se ha utilizado sólo como una alternativa de terminado o pulido 
de las aguas residuales, después de los tratamientos aerobios y anaerobios. 
Tratamientos biológicos: 
• Lagunas de estabilización. Se aprovecha la actividad bacteriana para 
degradar la materia orgánica presente en los desechos. Las lagunas se clasifican 
respecto a los procesos que intervienen en ellas, en: 
Anaerobias . El proceso se lleva a cabo sin la presencia de oxígeno. 
Las bacterias involucradas en el proceso pueden ser de dos categorías: 
* formadoras de ácido - procesan la materia orgánica a dióxido de carbono, agua, 
metano, sulfuro de hidrógeno y ácidos orgánicos. 
* formadoras de metano - producen dióxido de carbono y pequeñas cantidades de 
mercaptenos. 
Aerobias. Se realiza a través de bacterias aerobias que degradan la 
celulosa y lignina muy lentamente. Otros compuestos orgánicos menos complejos 
se degradan más rápido , con la consiguiente producción de nuevas células 
bacterianas , agua, dióxido de carbono y la conversión de nitrógeno proteico a 
nitritos, nitratos y nitrógeno libre. Los sistemas aeróbicos pueden ser aireados 
natural o mecánicamente. 
Facultativas. Se caracterizan porque dentro de la misma unidad se 
llevan a cabo tanto procesos anaeróbicos como aeróbicos, en el fondo de la 
laguna se lleva a cabo el primero y en la superficie el segundo. Se pueden 
emplear aireadores naturales, equipos mecánicos y neumáticos. 
• Digestores anaeróbicos. Por medio de éstos posible obtener energía . Las 
excretas al ser digeridas de esta manera forman biogás, el cual puede ser 
recuperado, filtrado, comprimido e introducido a dispositivos de gas y ser 
empleado como combustible para calentamiento, o ser utilizado en generadores 
de vapor. 
• Ensilaje. El ensilaje es un proceso en el cual son almacenados materiales 
bajo condiciones anaerób.Lcas, que permite que los microorganismos presentes 
fermenten los carbohidratos a ácidos orgánicos , principalmente ácido láctico, 
reduciendo el pH e inhibiendo la fermentación posterior y de esa forma preservar 
el ensilado (Figura 1). 
La mezcla de grano de cereales molidos y melaza con las excretas, es la 
mejor opción para aprovechar el efecto de ambos aditivos , ya que al poseer 
diferencias en solubilidad, permiten dar continuidad al proceso de fermentación de 
la mezcla. 
7
Al incluir excretas porcinas en la alimentación animal, sin que reciba ningún
tratamiento que elimine el riesgo de patógenos presentes en el mismo, es
necesario valorar el peligro potencial que presenta implementar esta práctica
dentro de cualquier explotación . Por tal razón, se recomienda un procesamiento
de las excretas antes de su uso en la alimentación animal (11) . La práctica de
alimentar rumiantes con las excretas porcinas está ampliamente difundida en
países de América Latina y llegan a sustituir al grano hasta un 40% en las etapas
de engorda (5 )
La mayoria de estos tratamientos se llevan a cabo a gran escala, lo cual
requiere equipo, espacio , alta inversión y tecnificación, y se debe considerar que
por lo general los pequeños productores no tienen acceso a esta tecnología. En la
mayoría de las granjas pequeñas , aquellas con 100hembras reproductoras o
menos, los desechos no son sometidos a ningún tipo de tratamiento o en el caso
de existir es únicamente de tipo primario. Dentro de los sistemas de tratamie nto
de excretas , el más utilizado en México por productores pequeños, es la dilución
en agua para posteriormen te sedimentar sólidos y a continuación realizar una
separación mecánica, con lo que se obtienen por una parte sólidos ricos en
nutrientes (Cuadro 1), Y por la otra líquidos sin tratar, que generalmente son
descarqados en cuerpos de agua del dominio público (12) .
En México dos estudios han abordado el impacto de las aguas residuales
de las granjas porcinas: Uno hecho por el Programa de Medio Ambiente del
Consejo Mexicano de Porcicultura que tuvo como objetivo contar con un
panorama general de la situación de manejo prevaleciente en las granjas porcinas
medianas y grandes a nivel nacional, y generar información para alimentar un
programa de cómputo que ofrece alternativas de manejo a los porcicultores
medianos y grandes. La base de este estudio fue una encuesta realizada en 221
granjas de las 500 afiliadas al Consejo Mexicano de Porcicultura en 10 estados del
país en el año de 1994. El segundo estudio es un trabajo académico circunscrito al
estado de Yucatán , cuyo objetivo fue estudiar los aspectos económico-
ambientales de los desechos porcinos.
Dentro de los resultados arrojados por ambos estudios se pueden destacar los
siguientes (5) :
• Debido a la gratuidad del agua para las actividades agropecuarias , los
porcicultores ignoran la cantidad de agua que utilizan en la granja, hacen un
uso ineficiente de la misma y esto complica la instalación de sistemas de
tratamiento. \
• El 30% de las granjas encuestadas usaban el agua residual para riego
agrícola y el 38% descargaba a un cuerpo receptor propiedad de la nación,
particularmente a drenes.
• La mayoría de las granjas (76%) contaban con algún tipo de tratamiento ,
por lo general un cárcamo y lagunas de estabilización; las dímensiones de
estas instalaciones no eran las adecuadas para el tamaño de la granja. El
10% de las granjas descargaban el agua residual sin tratar a cuerpos
receptores de agua.
9 
• El 23% de las granjas encuestadas utilizaban las excretas en · la 
alimentación de rumiantes y sólo el 3% reciclaba el agua en la granja. 
• Sólo una granja contaba con un sistema de tratamiento completo: fosa, 
separador, digestores, separación química y clarificador. 
• Se encontró una alta variabilidad en la carga contaminante del agua 
residual y en los niveles de contaminación de los pozos de una misma 
granja y entre granjas. 
• La cantidad de agua residual generada por unidad de producción animal 
varía muy poco entre granjas medianas, grandes y megas, pero mucho 
entre éstas y las granjas pequeñas donde se genera 50% más de agua 
residual por unidad de producción animal. 
• El 36% del agua residual se descarga sin tratamiento. Un 30% corresponde 
a un gran número de granjas muy pequeñas y otro 30% a un pequeño 
grupo de granjas de más de 1000 hembras. 
• Entre más grandes son las granjas mayor es su eficiencia en el uso del 
agua . 
La evacuación de desechos fecales porcinos sin procesamiento previo, 
constituye un serio problema de contaminación, pues los cauces de agua reciben 
un material orgánico que produce un grave deterioro biológico, debido al aumento 
de la demanda bioquímica de oxígeno, a niveles incompatibles con la vida (8). Las 
excretas tienen diversos contaminantes físicos, químicos y biológicos , como 
10
materia orgánica biodegradable, microorganismos patógenos, nitrógeno y
minerales como fósforo , cobre, zinc. arsénico y potasio (9) (Cuadro 2).
Tanto los efluentes líquidos como la fracción sólida de las excretas, contienen
gran cantidad de microorganismos patógenos, los cuales pueden sobrevivir por
largos periodos de almacenamiento (13,14). Dentro de las bacterias que se pueden
encontrar en este tipo de material están Salmonella spp., Eseheriehia eoli, Yersinia
enteroeolitiea, Staphyloeoeeus spp, Baeillus anthraeis , Brueella spp., Leptospira
spp., Braehyspira hyodysenteriae, Erysipelothrix rhusiopathiae y C/ostridium spp,
entre otras (13.1 5,1 6.17). Especialmente las dos últimas tienen una relevancia debido
a que son patógenos que causan cuadros severos en los cerdos y que rara vez
son buscadas en los desechos líquidos de unidades pecuarias; sin embargo , las
bacterias del género C/ostridium spp. debido a que son esporuladas resisten los
cambios producidos en las fosas de sedimentación (14). Un ejemplo de lo anterior
es que tanto en las excretas porcinas procesadas en un sistema anaeróbico con
estanques de decantación y en un sistema aeróbico con estanques de agitación,
se ha encontrado una carga de Clostridios d~ 0.7 Y 6.9 UFC/g de Materia Fecal
(MF) X 104 respectivamente (8). Patógenos como C. perfringens y E. rhusiopathiae
pueden utilizar los desechos porcinos para sobrevivir en el medio y así podrían
infectar a los cerdos de la granja que tienen contacto con las excretas, o bien, al
encontrarse presentes en los líquidos que se descargan de la granja , pueden
llegar a tener contacto con otras poblaciones animales y causar trastornos de
salud en ellas (17.18.19,20) .
II 
Clostridium perfringens (sinónimo C. welchii) . 
Es un Bacilo Gram+, relativamente aero-tolerante, es inmóvil y posee una 
cápsula de polisacáridos , mide 1-1 .5 11m por 4.8 11m, posee esporas. Las esporas 
rara vez se pueden poner de manifiesto, las cuales pueden sobrevivir en 
congelación y en ebullición por más de 10 min. , pero las células vegetativas son 
completamente susceptibles al calor (18,21), Las esporas le confieren la capacidad 
de sobrevivir por periodos cortos de tiempo en condiciones adversas (19) . 
En condiciones de anaerobiosis a las 48 horas de incubación forma 
colonias circulares , grisáceas, de 1 a 3 mm de diámetro, de bordes lisos o 
irregulares y con beta hemólisis (21) , 
Dentro de las características diagnósticas incluyen: 1) actividad hemolítica 
de la fosfolipasa C y 2) la coagulación de la leche seguida de desprendimiento de 
gas (18), 
Existen cinco tipos de e, perfringens (A, B, C, D, E), basados en la 
producción de toxinas , Cada uno de los tipos produce una combinación distinta de 
toxinas designadas con las letras griegas de la Alfa , Beta, Épsilon e lota 
(Cuadro 3) (18, 17) , 
En el caso de C, perfringens tipo A, se encuentra en el tracto intestinal de 
las personas y de los animales y en los suelos . Los tipos B, C, D y E se 
encuentran principalmente en el intestino de los animales , y su supervivencia en el 
suelo es variable, pero el C. perfringens de origen intestinal que va en el 
12
excremento aparentem ente sobrevive por unos cuantos meses (19) Se facilita .su
transmisión por ingestión y por infección de heridas (18 ) También se ha
demostrado su presencia en algunas dietas y en el medio ambiente (21) .
Por las características de este agente, le confieren la posibilidad de ser un
patógeno oportunista o respiratorio por existir en el aire a partir del suelo. Además
esta bacteria es una importante causa de intoxicación alimenticia , por medio de
carne, aves, pescado , suelo yaguas residuales; la enfermedad es el resultado de
haber ingerido una gran dosis (más de 108 células) (20) . Las principales
enfermedades causadas por C. perfringens se pueden observar en el cuadro 4.
Erysipelothrix rhusi opathi ae.
Es un Bacilo Gram+ , inmóvil, no posee cápsula, ni forma esporas, es
anaerobio facultativo , cuando se procede al aislamiento crece mejor en una
atmósfera de microaerofilia (17.22l . Las colonias de E. rhusiopathiae son pequeñas
de 0.5 a 1 mm de diámetro, lisas, convexas, circulares, transparentes, con el
borde regular o irregular y también son planas, opacas ; en gelosa sangre
producen a menudo una hemólis is alfa (17,23).
Ésta bacteria se aísla con frecuencia en los efluentes de aguas residuales,
en los mataderos , en la mucosidad superficial del pescado fresco y del pescado en
salazón , en el suelo puede sobreviv ir durante 20 días o más, aunque su carácter
saprofito es dudoso los suelos alcalinos y con un alto contenido en materia
orgánica favorecen su superv ivencia (17.1 8). Ha sido aislada en más de 50 especies
l ' .' 
de mamíferos ya que puede sobrevivir en tonsilas, en vesícula biliar y en el tracto 
intestinal. Se ha logrado aislar de las tonsilas de cerdos aparentemente sanos, los 
cuales son el reservorio natural. Así mismo, se ha identificado en más de 30 
especies de aves silvestres (17, 18) . 
También es importante considerar que E. rhusiopathiae es resistente a la 
desecación y soporta la salazón, el encurtido y el ahumado. A temperaturas frías , 
sobrevive durante seis meses en las heces del cerdo y en la mucosidad de los 
peces; así mismo tiene la capacidad de sobrevivir en el agua (18.22). Es destruido 
por el calor húmedo a 55°C durante 15 minutos (18) . 
En los animales , su transmisión es dada principalmente por ingestión de 
material contaminado como heces, aguas superficiales ó harina de pescado. Otra 
vía de transmisión son las infecciones de heridas y picaduras de artrópodos (18). 
Las principales enfermedades causadas por E. rhusiopathiae se mencionan en el 
cuadro 5. 
E. rhusiopathiae también es una zoonosis, habitualmente el microorganismo 
penetra a través de la piel (intacta o lesionada) y después de uno a cinco días de 
incubación', se desarrolla una "Lesión Erisipeloide humana" (22.24). 
14 
Justificación 
Si bien las granjas porcinas deben establecer sistemas de tratamientos de 
las excretas que les permitan cumplir con los parámetros que marca la NOM-001-
ECOL-1996 y así poder descargar los líquidos; esta norma sólo fija parámetros 
físico-químicos y establece un límite máximo permisible de bacterias coliformes 
fecales (10); por lo que otros patógenos, especialmente aquellos poco evaluados, 
como C. perfringens y E. rhusiopathiae pueden ser eliminados en los líquidos que 
se descargan de las granjas y representar un riesgo para otras operaciones 
pecuarias; lo anterior es importante en granjas a pequeña escala , las cuales sólo 
cuentan con sistemas de tratamiento de excretas de tipo primario que no han sido 
evaluados suficientemente. La necesidad de identificar y cuantificar C. perfringens 
y E rhusiopathiae en lugar y además de otros agentes patógenos como 
Salmonella spp. o Ecoli, se debe a que ya existen publicaciones al respecto y 
dentro de la línea de investigación eM la que se encuentra este trabajo, se está 
llevando a cabo de manera simultánea otro experimento bajo las mismas 
condiciones, específicamente para identificar enterobacterias. 
El determinar la presencia de C. perfringens y E rhusiopathiae en la porción 
líquida de las excretas de un sistema de tratamiento primario en un modelo de 
granja a pequeña escala con antecedentes de dichos trastornos, permitirá 
determinar si es necesaria alguna modificación específica a ese sistema con el fin 
de eliminar este tipo de patógenos, de tal forma que se diseñen sistemas de 
tratamiento que los eliminen de los líquidos descargados de las granjas, para que 
estos puedan ser reutilizados en las granjas sin riesgo de transmitir enfermedades. 
I ~
Hipótesis
Un sistema de tratamiento de excretas a base de separación de sólidos y
sedimentación , empleado en una granja a pequeña escala no modifica la
presencia de C. perfringens y E. rhusiopathiae en los líquidos resultantes del
tratamiento.
Objetivos
1) Identificar la presencia de C. perfringens y E. rhusiopathiae en la porción
líquida de las excretas porcinas, en un sistema a pequeña escala que
consiste en separación de sólidos y sedimentación.
2) Comparar los resultados de las diferentes etapas del sistema empleado
antes y después del tratamiento (separación y sedimentación) a la fracción
líquida de las excretas porcinas .
16
MATERIAL Y MÉTODOS
El trabajo de campo del presente experimento se llevó a cabo en una granja
porcina ubicada en el municipio de Otumba en el Estado de México, con una
altitud media de 2,250 msnm, tiene un clima templado sub-húmedo con lluvias en
verano, con una temperatura media anual de 14.8 "C y una precipitación pluvial
promedio anual de 573.3 mm (25). El propósito de la granja es la producción de
lechones y está diseñada para una población de 100 hembras reproductoras, la
cual tiene antecedentes de la presentación de casos de erisipela porcina con una
incidencia del 0.9%, y existe sospecha de la presencia de Clostrid ium perfringens.
El procesamiento de las muestras se llevó a cabo en el laboratorio de
bacteriología del Departamento de Producción Animal: Cerdos, de la Facultad de
Medicina Veterinaria y Zootecnia de Ij Universidad Nacional Autónoma de México.
Sistema de tratamiento de excretas existente en la granja.
El sistema de tratamiento de excretas porcinas que se empleó es de tipo
primario (Figura 2), el que consiste inicialmente en un cárcamo de colección (Ce)
de 2.34 m. de ancho, 3.06 m. de largo y 5 m. de profundidad al centro, al cual
llegan las excretas de cada área de la granja, donde se almacenan.
Posteriormente este material es tratado enviándolo con una bomba de semi-
sólidos a un separador de sólidos de pantalla tipo cilíndrico dando como resultado
líquido separado (LS) y sólidos. Después el LS va a una fosa de sedimentación
(FS) anaeróbica que mide 1.66 m. de anchura, 1.95 m. de largo y 2.43 m. de
17 
profundidad (12), donde después de un periodo de sedimentación el líquido es 
descargado fuera de la granja . 
Muestras analizadas. 
Con base en estudios previos se ha determinado que el paso del material 
líquido por el sistema de tratamiento primario tiene una duración de 6 días, por lo 
que cada muestreo se llevó a cabo una vez a la semana. Para establecer la 
homogeneidad del proceso de tratamiento, el muestreo se repitió durante cinco 
semanas. Cada semana se obtuvieron muestras iniciales a partir de los siguientes 
puntos de muestreo: el cárcamo de colección (CC) (Figura 3), del líquido separado 
(LS) y del líquido de la fosa de sedimentación (FS) (Figura 4). Para lo cual , 
utilizando un dispositivo hidráulico, se tomaron 200 mi en cinco áreas diferentes de 
cada uno de los tres puntos de muestreo, dos veces en cada uno (Anexo 1). Estas 
cinco muestras iniciales se mezclaron con el fin de obtener una muestra final de 
un litro para cada punto de muestreo. 
Las muestras finales se depositaron en recipientes de vidrio previamente 
esterilizados y se procedió a medir el pH con tiras reactivas (Figura 5) y a tomar la 
temperatura (Figura 6) del líquido colectado (Cuadro 6). Se identificaron los 
recipientes y se colocaron en una caja de poliuretano con refrigerantes. Este 
procedimiento se repitió una vez en cada muestreo y así se obtuvieron dos 
muestras por cada semana para cada punto de muestreo. Las muestras se 
conservaron en refrigeración a 4°C durante el traslado de la granja al laboratorio. 
18
Procesamiento de laborator io.
Identificación y cuantificación de C. perfringens. Para cada muestra se
realizaron inicialmente diluciones décuples seriadas colocando un mI. de muestra
en 9 mI. de solución salina fisiológica estéril con pH de 7, se homogenizó y
transfirió un mI. a otro tubo para hacer la dilución siguiente y así sucesivamente
hasta el tubo 10 (15) . Al hacer el cultivo de las diluciones en condiciones de
anaerobiosis, se observó que no existía ningún tipo de crecimiento, por lo que se
decidió a trabajar exclusivamente con la muestra directa del material sin diluir. Por
lo tanto a partir de cada muestra directa (Figuras 7 y 8) se tomaron 50 111. Y
sembraron en agar sangre (previamente reducida 48 horas) por duplicado: una se
incubó a 37 "C por 48 h. en una jarra de anaerobiosis con un generador de
hidrógeno-dióxido de carbono (Gas Pack) (Figura 9), para proporcionarlas
condiciones de anaerobiosis (Figura 10) (15, 23. 26 , 27), Y la otra se incubó en
condiciones aerobias para observar si las colonias identificadas eran anaerob ias
estrictas.
Aquellas colonias circulares, grisáceas, de uno a tres mm de diámetro y
lisas o de bordes irregulares y con presencia de doble hemólisis (18.21), se
consideraron como sugestivas de ser C. perfringens ; se purificaron y cuando se
obtuvo un cultivo puro, se les hizo frotis con tinción de Gram para comprobar si
eran bacilos G+, a las colonias que sí lo fueron se les realizó tinción de Maneval
la cual es para la identificación de cápsula, finalmente a las colonias se realizaron
pruebas bioquimicas para su identificación (23, 27. 28 ,29) .
19 
Identificación de E. rhusiopathiae . En nueve mi de agua peptonada se 
colocó un mi de muestra (Figura 11 ) incubándolas a temperatura ambiente , y a las 
48 horas se sembraron 50 ¡.JI en agar sangre incubando a 37 oC por 48 horas en 
una jarra de microaerofilia para proporcionar 10% de CO2. A todas las colonias 
que se consideraron sospechosas al medir entre 0.5 y 1 mm de diámetro, lisas, 
convexas, circulares , transparentes , con el borde regular o irregular y que 
presentaron una hemólisis alfa (17 , 23), se les realizó frotis con tinción de Gram y a 
las que fueron bacilos Gram+ filamentosos , se les purifico y realizó la bioquímica 
correspondiente para su identificación (23,27,28,29) 
20
RESULTADOS
Para C/ostridium perfringens
De todos los aislamientos de cada uno de los muestreos, crecieron colonias
con características morfológicamente parecidas a las de C. perfringens, ya
mencionadas en material y métodos , en los siguientes elementos de cada
muestreo:
• muestreo 1: separador 2 y fosa 2
• muestreo 2: separador 1
• muestreo 3: fosa 1
• muestreo 4: cárcamo 1 y 2, separador 1 y 2
• muestreo 5: fosa2
Alrededor de las colonias sospechosas se observó un tipo de crecimiento
diferente. Al realizar la tinción de Gram se corroboró la presencia de bacilos
Gram+, pero también se observó la presencia de otras formas bacterianas como
bacilos G+ filamentosos y muy largos, bacilos G- y cocos G+. Por lo cuál se
procedió a purificar las colonias sembrándolas de nuevo en Agar sangre, pero sin
lograr la purificación de dichas colonias, por lo cuál se empleo Cloranfen icol
Ofteno (Lab. Sophia) para lograr la inhibición de los otros agentes. La forma en que se
aplicó fue:
21 
• Primeramente sembrando las colonias de Agar sangre en caldo Tioglicolato 
con el fármaco a diferentes dosis : al 1 %, 0.50%, 0.25%, 0.12% Y se 
incubaron los tubos durante 48 horas a 37°C. 
• Se sembró una gota de esos cultivos a cajas de Agar sangre, las cuales se 
incubaron en anaerobiosis por 48 horas a 37°C. 
• De todas las cajas sembradas de las diferentes dosis empleadas la del 1 % 
fue con la que se observó inhibición del crecimiento no deseado alrededor 
de las colonias sospechosas . 
• Después de los dos pases cuando las colonias estuvieron puras, al realizar 
la tinción de Gram se observaron bacilos G+ característicos de C. 
perfringens; únicamente de los siguientes aislamientos : 
muestreo 1: separador 2 y fosa 2 
muestre03: fosa 1 
muestreo 5: fosa 2 
De estos aislamientos puros , al realizarles la tinción de Maneval para 
determinar la presencia de cápsula y al realizar la bioquímica (Anexo 2) se 
obtuvíeron resultados positivos a C. perfringens únicamente en dos aislamientos: 
del separador de sólidos 2 del muestreo 1 y de la fosa de sedimentación 2 del 
muestreo 5 (Cuadro 7). 
El aislamiento de la fosa de sedimentación 2 del muestreo 1 fue sugestivo a 
C. fallax y el aislamiento de fosa de sedimentación 1 del muestreo 3 fue sugestivo 
a C. oroticum. 
Para Erysipelothrix rhusiopathiae 
Todos los aislamientos de cada muestreo del elemento correspondiente 
(cárcamo 1-2, separador 1-2 y fosa 1-2) se fueron descartando al no cumplir con 
las características indicadas. 
Los aislamiento bacterianos, al no cumplir con las características de 
E. rhusiopathiae se consideraron negativos ya que a ninguno se le pudo 
identificar por medio de pruebas bioquímicas. 
DISCUSiÓN 
El hecho de que en el presente trabajo se logrará identificar la presencia de 
C. perfringens en la porción líquida de las excretas porcinas en el LS y en la FS, a 
pesar del sistema de tratamiento, concuerda con lo reportado por íñigo et al. (8) 
quienes tanto en las excretas porcinas procesadas en un sistema anaeróbico con 
estanques de decantación como en un sistema aeróbico con estanques de 
agitación , encontraron una carga de clostridios de 0.7 y 6.9 UFC/g MF X 104 
respectivamente. Esto indica que el agente está presente en la porción líquida de 
las excretas a pesar del sistema de tratamiento primario . 
Lo anterior es posible ya que de C. perfringens tiene las características de 
ser anaerobia facultativa, esporulada, con cápsula, por lo tanto puede resistir 
cambios adversos del medio en que se encuentre y sobrevivir en las excretas 
porcinas hasta por varios meses (17 ,18, 19,20) Lo cual sigue representando un riesgo 
cuando el agua residual es empleada para uso agrícola o simplemente es 
eliminada al medio ambiente o alcantarillado público, y aún más si se pretende 
reciclarla en las instalaciones pecuarias . 
En -este trabajo no se identificó la presencia de C. perfringens en el 
cárcamo, a diferencia de lo reportado en un trabajo donde los autores aislaron al 
agente en líquido residual crudo, es decir sin tratamiento previo, y en excreta 
sólida , en cantidades de 3 x 104 Y 1.6 x 105 respectivamente. Así mismo, dichos 
24 
autores reportan la presencia de otros clostridios en líquido residual crudo (0 .8 x 
104 ) Y en excreta sólida (0 .5 x 104 ) (30) 
Por otra parte , y a diferencia de lo encontrado en este estudio, en otro 
estudio se ha identificado la presencia de otro tipo de clostridios como 
C. butyricum y C. diporicum en la porción líquida de excretas porcinas(31). 
Es conveniente mencionar que las características de las bacterias que se 
trataron de identíficar en el presente trabajo hacen más difícil lograr su 
aislamiento, particularmente en las condiciones del material de desecho de las 
granjas, y en especial si se toma en cuenta que en ocasiones los agentes 
patógenos sólo pueden ser aislados en el estiércol si su número es muy alto y se 
emplean métodos específicos de cultivo, a diferencia de las enterobacterias, que 
pueden ser aisladas con cierta facilidad mediante métodos convencionales de 
cultivo aún a pequeñas concentraciones (13). 
La presencia de C. perfringens en el material proveniente del separador y 
en el líquido sedimentado indica que este tipo de sistema de tratamiento de aguas 
residuales por separación mecánica y sedimentación no tiene una eficiencia total 
en remover ciertos patógenos; lo anterior coincide con un reporte donde 
C. perfringens sólo fue removido en un 51 % de los casos en una planta de 
tratamiento de aguas res iduales a gran escala ubicada en Canadá (32) 
2.:'
Respecto a la identificación de E. rhusiopathiae, en este trabajo, no .se
encontró presente en ninguna muestra. A diferencia de lo anterior algunos autores
señalan que es factible el aislamiento de E. rhusiopathiae a partir de líquidos
provenientes de diferentes fuentes ; por ejemplo, ha sido reportada la presencia de
E. rhus iopathiae junto con Clostridium spp como agentes patógenos en aguas
industriales (32). También se ha reportado la supervivencia de E. rhusiopathiae y C.
perfringens en desechos líquidos crudos de granjas porcinas almacenados (33) .
Aunque E. rhusiopathiae en el suelo puede sobrevivir durante 20 días o
más y hasta por seis meses en las excretas de cerdo, esta bacteria si bien es
anaerobia facultativa , no posee cápsula, ni forma esporas. Por lo cual, debe
tomarse en cuenta que las condiciones de exposición de las excretas en el corral,
en los drenajes, el contacto con desinfectantes,la exposición a condiciones de
resequedad y el tiempo de retención en el cárcamo, pueden alterar su tiempo de
sobrevivencia . El hecho de que no se encuentre presente en las excretas no
indica que no lo esté en la población animal de una granja. Y por el contrario, si la
bacteria patógena está presente en las excretas, no se debe considerar que la
enfermedad está presente, ya que para el desarrollo de ésta son necesarias otras
condiciones como: el nivel de inmunidad o estrés en los animales y la interacción
con otros rnicroorqanisrnos patógenos (15) .
26 
CONCLUSIONES 
Se cumplió el objetivo de identificar la presencia de C. perfringens en los desechos 
líquidos de la granja porcina, por lo que es posible la transmisión de este agente . 
El sistema de separación de sólidos por medio de un dispositivo de tipo cilíndrico 
no elimina la presencia de C. perfringens. 
Respecto a E. rhusiopathiae, no se cumplió el objetivo de identificar su presencia 
en los desechos líquidos de la granja porcina. 
27
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Cuadro 1.- Características nutr icionales aproximadas de las excretas porcinas.
Componente Iniciación Finalización Reproductoras Mixtas 1
MS 28.4 +/- 3.3 28 .5 +/- 3.7 38.5 +/- 10.7 27.00
PC 27.2 +/- 3.3 26.5 +/- 4 .1 18.9 +/- 6.3 23.80
Grasa cruda 10.03
Materia mineral 19.3 +/- 2.9 21 .6 +/- 4.5 39.1 +/- 18.5 9.58
FND 39.7 +/- 4 .5 45.3 +/- 4.4 48.4 +/-9.7
FDA 18.0 +/- 3.4 23.2 +/- 4.9 34.7 +/ 12.6
+/- desv iación estándar.
1 Excretas recolectadas de todas las etapas de una granja
Fuentes: (35 y 36)
Cuadro 2.- Niveles de elementos contaminantes
de las aguas res iduales porcinas .
Elemento Mg/L
Nitrógeno 30 a 50
Amonio 80 a 90
Nitrato 3
Fosfato 80 a 90
DBO 5 a 1000
SST 200 a 4000
Coliformes 10 millones/1 00 mi
DBO = Demanda Bioquímica de Oxígeno
SST = Só lidos Suspendidos Totales
Fuente (36)
34
Cuadro 3.- Principales toxinas liberadas por C. perfringens.
Tipo Alfa Beta Épsilon lota
A ++
B + ++ +
e + ++
D + ++
Ea + ++
++ grandes cantidades
+ pequeñas cantidades- no producida
a La cepa de tipo E con frecuencia se encuentra en el intestino de los bovinos y
ovinos. Raramente implicada en la enterotoxemia.
Fuetes (17. 18)
35
Cuadro 4.- Principa les enfermedades causadas por C. perfringens:
Tipo Huésped Enfermedad
A Humano Intoxicación alimentaria
Corderos Ictericia enterotoxémica
B Corderos mayores de 3 Disentería de los corderos
semanas de edad
Vacas y Potros enterit is hemorrág ica
neonatal
C Lechones de 1-3 días Enteroto xemia
de edad hemorrágica (enteritis
c1ostridial)
Corderos , potros y vacas Enterotoxemia neonatal
(necrót ica, hemorrágica)
Aves de 2-12 semanas Enteritis necrótica
de edad
Ovejas adultas y cabras Enterotoxemia aguda
D Ovejas de todas las Enfermedad del riñón
edades excepto neonatos pulposo
Raros casos en vacas Enterotoxemia
y cabras
E Vacas y corderos Enterotoxemia
(Fuente 23)
36
Cuadro 5.-Principales enfermedades causadas por E. rhusiopathiae :
Hospedadores
Porcinos
Ovinos
pavos, patos, gansos y otras aves
Hombre
(Fuente 17)
Enfermedad específica
Mal rojo
Poliartritis
septicemia aguda
Erisipeloide
37
Cuadro 6.- Registros de temperatura y pH de las muestras obtenidas.
Muestreo Elemento Temperatura pH
CC1 18 7.5
CC2 18 7.5
LS1 18 7.5
LS2 18 7.5
FS1 18 7.5
FS2 18 7.5
CC1 17 7.5
CC2 17 7.5
2 LS1 17 7.5
LS2 17 7.5
FS1 17 7.5
FS2 17 7.5
CC1 18 8
CC2 18 8
3 LS1 18 8.5
LS2 18 8.5
FS1 18 8
FS2 19 8
CC1 17 7.5
CC2 17 7.5
4 LS1 17 7.5
LS2 17 7.5
FS1 17 8
FS2 17 8
CC1 18 8
CC2 18 8
5 LS1 18 8
LS2 18 8
FS1 18 8
FS2 18 8
CC =Cárcamo de colección
LS =Liquido separado
FS =Fosa de sedimentación
38
Cuadro 7.- Resultadosde C. perfringens
Muestreo 1 Muestreo 2 Muestreo 3 Muestreo4 Muestreo 5
Cárcamo 1
Cárcamo 2
Separador 1
Separador2 +
Fosa 1
Fosa 2 +
39
Anexo 1.- Puntos de muestreo en el sistema de tratamiento primario.
_ Cárcamo de colección
~ Seoarador de sólidos
I:'?????l Fosa de sedimentación
ffi Puntos de muestreo
Flujo del sistema
40
Anexo 2.- Formato de Bioquímica para identificación de C. perfringens
C. Aislamiento Aislamiento Aislamiento Aislamiento
perfringens del muestro del muestro del muestro del muestro
1, del 1, de la fosa 3,delafosa 5,dela fosa
separador 2 2 1 2
Tinción de G+ G + G+ G+ G+
Gram
Tinción de Con cápsula Con cápsula Con cápsula Con cápsula Con cápsula
Maneval
p-Hemólisis + + + + +
Catalasa - - - - -
Motilidad - - - - -
Indol - - - - -
Leche Coágulo Coágulo Coágulo Coágulo Coágulo
tomasolada
Reducción +/- + + + +
de Nitratos
Arabinosa - - + - -
Galactosa +w + + + +
Glucosa + + - + +
Inositol +/- + - + +
Lactosa + + + + +
Maltosa + + + + +
Manitol - - - + -
Rafinosa d + - + +
Ramnosa - - - + -
Sacarosa + + - - +
Salicin - - - + -
Sorbitol -/+ - - - -
Trealosa d + - + +
Xilosa - - - + -
• +/- ~ 61-89% de las cepas son positivas
• +w ~ reacción positivo de 90-100% de las cepas (pH de carbohidratos
debajo de 5.5), reacción débil (pH de carbohidratos 5.5-5.9)
• -/+ ~ 11-39% de las cepas son positivas
• d ~ 40-60% de las cepas son positivas
• Positivos a C. perfringens
(Fuente 23, 27, 28)
Cerrar herméticamente
material a ensilar
-11
Condiciones
~
anaeróbicas
!
Reducción del pH
~
en el silo a 4 (3.8-4.2)
!
Ácido
láctico
Proliferación de
bacterias lácticas
Cesa la
fermentación
y se obtiene material
estable y preservado
Figura 1.- El ensilaje de excretas animales .
42 
Figura 2.- Sistema de tratamiento de aguas residuales de tipo primario 
con separador de sólidos por medio de un dispositivo de tipo cilfndrico y con 
proceso de sedimentación, en una granja porcina a pequeña escala. 
43
Figura 3.- Toma de muestras del cárcamo de colecc ión (CC).
44
Figura 4.- Toma de muestras de la fosa de sedimentación (FS).
45
Figura 5.- Medición del pH en las muestras recién obtenidas.
46
Figura 6.- Medición de la temperatura en las muestras recién obtenidas .
47
Figura 7.- Siembra de la muestra directa en agar sangre.
48
Figura 8 .- Siembra de la muestra directa en agar sangre .
Figura 9.- Jarra de anaerobiosis con
un generador de hidrógeno-dióxido de carbono (Gas Pack).
so
Figura 10.- Medios de cultivo en jarra de anaerobiosis.
51
Figura 11.- En nueve mi de agua peptonada se colocó un mi de muestra,
para el aislamiento de E. rhusiopathiae.
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